ABSORBENT SAMARADORLIGINI ANIQLASH

newjournal.org zenodo.org 1 ABSORBENT SAMARADORLIGINI ANIQLASH Ro‘ziqulov A.Yu. Qarshi davlat universiteti, o‘qituvchi. [email protected].( [email protected]) Annotatsiya. MDEA ning ishchi eritmasining barcha parametrlari MEA bilan solishtirilgan holda pilot qurilmasida taqqoslab o‘rganish o‘tkazilganda, MDEA eritmasi MEA ga nisbatan vodorod sulfidni absorbsiyalash bo‘yicha selektivlikni 1,25 martaga o‘sishi, hizmat ko‘rsatish muddati 1,95 marta ko‘pligi va ishchi eritmani 1,82,0 marta yo‘qotish kamayganligi aniqlandi. Kalit so‘zlari:alkolamin, aminospirt, metiletanolamin, ximsorbent, selektiv, korroziya, absorbent, regeneratsiya, destruksion, qurum, uglevodorod, sulfidlar, kolonna, reaktor, etanolamin, smola, amin, kislotali gaz, trietanolamin. Annotation. Comparative studies were carried out on the pilot plant for cleaning gas with absorbents and their distinctive characteristics were established, that is, the MDEA solution is more than 1,25 times hydrogen sulfide than МEA, the service life is 1.95 times longer, low losses are 1,8-2,0 times working solution. Key words: alcoholamine, amino alcohol, methylethanolamine, chemical sorbent, selective, corrosion, absorbent, regeneration, destruction, body, hydrocarbon, sulfides, column, reactor, ethanolamine, smola, amine, acid gas, triethanolamine. Kirish. Ximsorbentlar sifatida molekulasini tarkibida bir vaqtning o‘zida gidroksilva aminogruppa tutgan alkolaminlar mono, di, trietanolaminlar (MEA, DEA va TEA), metiletanolamin (MDEA) ko‘proq qo‘llaniladi. Gazlarni tozalashda ushbu metodlar yordamida yaxshi natijalarga erishilgan bo‘lsada, bir qancha kamchiliklar ham bor. Jahon miqyosida tabiiy gaz absorbsion usulda alkonolaminlar yordamida tozalash borasida yangi texnologiyalar va turli tozalash yo‘llari ustida ilmiy-tadqiqot ishlari olib newjournal.org zenodo.org 2 borilmoqda. Ushbu tadqiqotda ilg‘or texnologiyalardan foydalanib, tabiiy gazni turli xil komponentlardan tozalash natijalari umumlashgan. Adabiyotlar tahlili. Kuzatish natijalarini o‘qib o‘rganib shunday xulosaga keldimki, tabiiy gazni turli xil komponentlardan tozalashda, gazli eritmalar sistemalaridan foydalanish yaxshi natija beradi. Hamma usullarda yutuvchi selektiv bo‘lishi kerak. Kimyoviy va fizik jihatdan turg‘un bo‘lishi kerak, kam uchuvchi korroziyaga chidamli yuqori yutish qobilyati ega bo‘lishi kerak. Bu muammolar alohida yechim talab qiladi. Gazlarni tozalashda kombinirlangan absorbentlarni tanlash biz kuzatadigan asosiy ishlardan biridir. MEA (birlamchi amin) bilan solishtirganda MDEA (uchlamchi) kam korroziya aktivliliga ega, bu MEA (12 – 18%) bilan solishtirganda MDEA (30 – 35%) ko‘proq konsentrlangan eritmasini qo‘llash imkon beradi. Ishlab chiqarishga yaqin bo‘lgan sharoitda o‘tkazilgan korrozion qidiruv ishlari MDEA eritmasining korroziyaga aktivligiga pastligini ko‘rsatadi. MEA ni to‘yingan darajasi 0,30 – 0,35 mol/l kattalik bilan chegaralangan, bu paytda MDEA uchun u 0,8 mol/l gacha bo‘lgan. Absorbentning sirkulyatsiyalashtirilgan eritmasi soni shunga muofiq uning sirkulyatsiya va regeneratsiyada energiya sarfi MDEA ni ishlatilishda 1,8 marta kam ekanligini bildiradi. MDEA ni ishlatish energiya sarfini tejashni ta’minlaydi hamda absorbentning regeneratsiyasi kam issiqlik hisobidan ta’minlaydi taqqoslash hisob – kitoblari ko‘rsatadiki MDEA eritmasi regeneratsiyasida issiqlik miqdori talabi MEA ga nisbatan 30 – 40% ga kam. MDEA ni qo‘llashda MEA eritmasiga nisbatan absorbentni destruksion pasayishi ma’lum darajada kuzatilgan. newjournal.org zenodo.org 3 Bu ijobiy jihatlar, shu bilan bir qatorda aytib o‘tilgan MDEA eritmasini korroziyaga aktivligi pastligini jihozni remontini osonlashtirishga, uni o‘tkazish vaqtini qisqartirishga olib keladi. Jihozni ichki qatlamida qurum olishini yo‘qligi issiq almashishi samarasini ko‘taradi. Hamda energiya sarfini pasaytiradi. -MEA asosida asorbent eritmasini ishlatishda desorbsiya bosqichida bug‘larning haydash hisobidan MEA ni yo‘qotish kuzatiladi, bu yerda temperatura oqimi 1150С – 1300С ga yetadi; -Absorbentlarni korroziyaga aktivligi kamayishi hisobidan jihozlarni remonti, xizmat xarajatini pasayishi va smola hosil bo‘lishi yo‘qligi; - MEA da yuzaga kelgan darajadagi narxi (tonnasiga 1400 AQSH dollarigacha) va MDEA da (tonnasiga 1000 AQSH dollorigacha) ancha uzoq muddatiga absorbentning ishi hisobidan, uni xarakteristikasi pasaymasdan, yangi MEA qo‘shishi eksplutatsiya jarayonida absorbentni sotib olishda maxsulotni ma’lum miqdorda tejashga erishiladi; - Absorbentni sotib olishdagi xarajatlarni pasayishi, import analoglari o‘rniga mahalliy xom-ashyo MDEA ni qo‘llash hisobidan vujudga keladi. Uglevodorod gazi 15 % yemirilishi chegaralari monoetanolamin (MEA) eritmasi bilan tozalashadi. Hozirgi vaqtda metildietanolamin (MDEA) suvli eritmasi gazlarni tozalashda keng qo‘llanish ancha samarali usuli deb topildi. Hisob – kitoblar natijasi ko‘rsatadiki MDEA ga o‘tish davrida issiqlikni tejash 35 – 40% ga yetadi. L – 24/6 qurilmasini eksplutatsiya natijasi ijobiydir. Sulfidlarning kolonna regeneratsiyasidagi qolgan miqdori 0,8 – 2,0 g/l. Gazni tozalash jarayoni – 99% ni tashkil etadi. Tadqiqot metodi. Germaniyada ishlab chiqilgan laboratoriya qurilmasida ilmiy –tadqiqot ishlari olib borildi. Qurilmadagi kichkina farq olingan natijalarga yetarli darajada ta’sir etmadi. Turli xil ko‘rinishdagi spiral orqali eritma tushganida gaz va suyuqlik o‘rtasidagi ta’sir bu qurilmada bir hil emas. Bu esa o‘sha absorberning selektiv hossasiga ega ekanligidan dalolat beradi. Natijasi 1-jadvalda keltirilgan. newjournal.org zenodo.org 4 1 –jadval Absorberning selektiv hossasiga ega ko‘rsatkichlari Absorbentlar № tajriba Miqdorlar CO2, sm3 № xatolar MDEA №13 1 35,3 -1,9 2 33,3 -7,5 3 35,8 1.6 4 34,4 1.5 5 34,1 1.2 O‘rtacha. 34,58 Ukarsol 111 1 13,2 18,2 2 12,4 1,6 3 10,5 -14,0 4 12,4 1,6 5 12,4 1,6 O‘rtacha. 12,18 MDEA № 5 11.05.20 24 22,1 -4,5 20.08.20 24 23,7 3,5 22,9 newjournal.org zenodo.org 5 Ushbu jadvaldan ko‘rinib turibdiki eksperiment xatosi 10-15% ga qayta ko‘tarilmaydi. Bunday natijalar bu qidiruv etapida yaxshidir. Yangi ishlab chiqarishni alohida hususiyatlari: -Reaktor uzellarini yuqori issiqlikka chidamliligi; -Past bosim; -Katalizator sifatida suvning yo‘qligi; -Butun mahsulotlari ajrab turish sistemasini yuqori samaraligi; -Nazoratni butunlay avtomatlashtirish va bazada texnik jarayonni boshqarish. Bu hammasi mahsulotni sifati bo‘yicha dunyo miqyosidagi ilg‘or ishlab chiqaruvchilardan qolishmasdan mahsulot ishlab chiqarishga imkon beradi.’’Ximsorbent‘ ZAO da olingan mahsulotga solishtirilganda, ilg‘or ishlab chiqaruvchilar ko‘rsatgichlari bilan mahsulot sifatini taqqoslash. 2-жадвал “Ximsorbent” ZAO da olingan mahsulotga solishtiri ko‘rsatkichlari ZAO «Ximsorbe nt» «HUNTSM AN » «ATOFI N A» «BASF » «NF» Xitoy «OXITE NO» MЭА Asosiy modda tarkibi, % 99,3 99,5 99,5 99,2 Rangdorligi PtCo shkalasi bo‘y, maks. 10 15 10 15 DEA Asosiy modda tarkibi, % mas 99,3 99,0 99,3 98,5 Rangdorligi PtCo shkalasi bo‘yicha mmmmasshkale, maks. 20 15 20 15 TEA Asosiy modda tarkibi, % mas 85,0 85,0 85,0 85,0 Rangdorligi PtCo shkalasi bo‘y 150 40 50 50 MDE A Asosiy modda tarkibi, % mas 99,3 99,0 99,0 99,0 95,098,0 Rangdorligi PtCo shkalasi bo‘yicha 50 150 150 50 150 newjournal.org zenodo.org 6 Etanolamin olish texnologiyasi tovar mahsulotlariga nisbatan (MEA DEA, TEA.), qayishqoqlik hususiyatiga ega. Bu butun dunyo ximiyaviy mahsulotlari bozorida jiddiy afzallik hisoblanadi. Ishlab chiqarishni yuqori iqtisodiy samaradorligi, bu mahsulotni bahosi deyiladi. Yevropa ishlab chiqaruvchilari tomonidan kuchli bosimga ega bo‘lishiga qaramay ZAO ‘Ximsorbent’’ mahsulotini o‘zimizni ximiya bozorida konkurensiyadan tashqariga qo‘yadi. Dunyo amaliyoti tahlili shuni ko‘rsatadiki, MEA ni ko‘proq samarali absorbentga MDEAga almashtirishni ko‘rsatadi. MEA ni MDEA ga almashtirish gazni tozalashda xom-ashyo resurslarni tozalash bilan ta’minlaydi. -energiya sarfi 30 % gacha pasayadi. -ishchi eritmani aylantirmani to‘yinish darajasi ko‘tariladi. -MDEA desorbsiyasini kam issiqliligi. -smola hosil bo‘lmasligi va korroziyaga aktivligi kamligi, absorberlarni, jihozlarni ta’mirlash va hizmat qilishdagi xarajati pasayadi. Sho‘rtangaz kimyo kompleksida (SHGKM) absorbsiyali desorbsiyali texnologiya ishlatiladi. U yerda absorbent DEA ni 30 % li suvli eritmasidan foydalaniladi. Sanoat absorberlari navbatdagi talablarga javob berishi zarur; yuqori yutuvchanlik qobiliyati, kam bug‘lanish, haroratga turg‘unligi, zaharliligi past, СО2 va H2S ga hamda oltingugurt tutgan birikmalarga sezuvchanligi yuqori bo‘lishi kerak. Shuning uchun tabiiy gazlar tarkibidagi nordon gazlarni tozalashga bog‘liq bo‘lgan barcha ilmiyamaliy ishlar sifatli absorbertlarni tanlash juda muhim bo‘lib, bu ijtimoiy-iqtisodiy ahamiyatga ega. 3-jadval Har xil gaz konlaridagi xom-ashyo gazlarini sifat va miqdor jihatdan taqqoslash Konlarning Миқдори, ҳажмда % да newjournal.org zenodo.org 7 nomi CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12+va yuqori. H2S CO2 N2+har xil Zevarda 90,61 3,57 0,63 0,23 1,20 0,08 3,30 0,33 Kultak 91,31 3,12 1,02 0,41 0,83 0,20 2,42 0,69 Pomuq 89,2 3,84 0,94 0,25 1,72 0,08 3,35 0,43 Sho‘rtan 90,5 4,18 1,80 0,92 1,64 0,09 2,90 0,40 Konlarda ko‘satilgan gazlar tarkibida oltingugurt bo‘lib, SHGKM uchun xomashyo sifatida qo‘llash mumkin. Tajribaning analiz natijalari DEA ni MDEA ga almashtirish texnologik parametrlarin almashtirmasdan SHGKM majmuasida qo‘llash mumkin. Avvalambor xemsorbentlarni almashtirish imkoniyatlarini aniqlash. 4-jadval Aminli tozalashga (% hajm) xom-ashyo gazini tushish tarkibi Tajrib a СН4 С2Н6 СО2 H2S H2O 1. 90,09 3,74 3,26 0,8 2,4 2. 89,38 4,14 3,20 0,7 2,8 3. 91,10 3,64 3,46 0,7 2,6 4. 90,54 3,98 3,01 0,7 2,2 Sorbsiyaning yutish qobiliyatini doimiy parametrlari MDEA da boshqa sorbentlarga nisbatan yuqori. MDEA nordon gazlarni yo‘ldosh gazlarni oltingugurt tutgan organik birikmalarni tanlab yutish qobiliyatiga ega. Laboratoriya qurilmasida turli xil absorbent eritmalarni analitik natijalari tabiiy gazni nordon gazlardan newjournal.org zenodo.org 8 tozalashdagi hususiyatlarini taqqoslashni keltiramiz. 5-jadval Absorberning selektiv hossasiga ega ko‘rsatkichlari Ko‘rsatgichlar Absorbentlar MEA/MDEA DEA/MDEA MDEA Absorbentdagi amin miqdori, % 30-35 30-40 35-40 Gaz unumdorligi, l/s 4,70-5,20 4,70-5,20 4,70-5,20 Boshlang‘ich gaz miqdori % : H2S СО2 RSH 0,7-0,08 3,30-3,37 0,018-0,032 Tayyor mahsulot, gaz miqdori, мg/м3 H2S СО2 RSH 7-10 11-14 12-13 7-9 10-13 10-12 5-7 9-12 8-9 Gazni solishtirma zichligi, l/dм3 0,08-0,1 0,1-0,13 0,090,15 Regenerirlashgan aminda H2S miqdori, g/l 0,01-0,017 0,01-0,04 0,0040,008 Eritmani regeneratsiyasida kV т.s./м3 % energiya xarajati. 2,5 100 2,3 100 2,0 85-91 newjournal.org zenodo.org 9 Desorberdagi harorati, ОС 126-127 125-127 121-124 Shunday qilib yuqoridagi ko‘rsatgichlardan xulosa chiqarish mumkin; DEA ni MDEA ga almashtirishda nordon gazlarga nisbatan sezgirligi yuqori bo‘lib, bu eritmani yutish xossasi yuqori va gazni sifatli tozalashga hizmat qiladi. Eritmaning konsentratsiyasi eritmani butun og‘irligidan kelib chiqqan holatda natijalarni izohlash va o‘lchash majburiy emasligida o‘lchanadi. Aminlarni konsentratsiyasini taqqoslashda molekulyar massalarini bilish kerak. Ularning fizikaviy kuchi kerakligini tushunish uchun nordon gazlarga ta’siri qanday ekanligini bilish kerak. H2S ning har bir moli 1 mol amin bilan reaksiyaga kirishadi. Har bir amindan nordon gazni chiqarish shunga bog‘liqki, sirkulyatsiyali eritmani [1] har bir birlik hajmiga qancha mol mos kelishi aniqlanadi. Molyarligi (mol/l) aminni reaksiyadagi o‘lchov konsentratsiyasi va sirkulyatsiyali eritmani sirkulyatsiyali hajmidagi kuchi bilan baholanadi. Bu muhim konsepsiya publikatsiyani katta qismini tushunish uchun sanoatda talab etilganida ikkilanishga olib keladi. MDEA ni MEA oldida ko‘proq afzalliklarga ega bo‘lishi bayon etilgan va oqibatda u eritmada yuqori konsentratsiyada ishlatiladi. Agar 20 % MEA bilan 45 % MDEA og‘irligini taqqoslasangiz, MEA kuchini ikki marta oshirsak ham MDEA ni kuchi samaraliroqdir. Yuqorida eslab o‘tilganlar shuni ko‘rsatadiki, ikkala eritmani molyarligi sirkulyatsiyali eritmalarda MEA 3,3 molda va MDEA 3,8 molda zavodlarda [2] haqiqiy ifodasini ko‘rsatadi. MDEA kuch bo‘yicha MEA dan taxminan 15 % ga (mol) ko‘payadi. Boshqa asosiy tarkibiy qurilma hajmni tezlik potensiyasini tushunishga eritmani qiyosiy tezligi mustahligiga asoslangan. Asos mustahkamligi yuqoriligi kislotali gazlarga yuqori yaqinlikni ko‘rsatadi va u chiqarib tashlanadi. Asosdagi mustahkamlik gaz tozalashdagi har xil eritmalar xuddi rKa eritmasida tez-tez ta’kidlab turiladi. Kadoimiy kislotalik va olimlar uning teskari logarifmini ishlatishadir. Ка-(рКа=-logКа). рКа ning darajasi qancha kichik bo‘lsa, u shuncha kuchsiz kislota bo‘ladi. Bu